江苏海岸带现代沉积速率及重金属来源示踪研究

The heavy metal pollution is increasingly becoming a potential ecological risk of coastal and estuarine areas. The identification of sources of pollution in the environment is the premise of a correct evaluation of the extent of the environmental pollution and pollution sources for effective governance. In this study, 210Pb and 137Cs was used to construct the diffusion/migration mixed model of 210Pb and 137Cs in the Jiangsu coastal study area and further study the modern sedimentation rate and its temporal and spatial distribution. On this basis, combined with 210Pb and 137Cs dating, the spatial and temporal distribution of heavy metals in the Jiangsu coastal sediments and their chemical speciation are explored. For determining the sources of heavy metals and pollution history, the degree of heavy metal pollution in the study area will be evaluated. This study will be helpful for the further understanding of the cycle and mechanisms of heavy metal pollutants in the Jiangsu coastal ecosystems. It is of great significance for the effective control of heavy metal pollution, and providing a scientific basis for the spatial distribution of coastal heavy metal pollution.

重金属污染日益成为海岸带及河口区域一个潜在的生态风险。环境中污染来源的鉴别是对环境污染程度进行正确评价和对污染源进行有效治理的前提。本研究以江苏沿海为研究区，采用环境放射性核素（210Pb、137Cs），构建210Pb、137Cs的扩散/迁移混合模型，研究现代沉积速率及其时空分布特征；在此基础上，结合210Pb、137Cs定年，探明江苏海岸沉积物中重金属的时空分布情况及其赋存形态；判断研究海域的重金属来源、污染历史；评价研究海域的重金属污染程度。本项研究有助于进一步理解重金属污染物在江苏沿海生态系统中的循环过程和机制，对重金属污染的有效控制具有重要意义,为沿海重金属污染治理提供科学依据。有效的重金属元素空间分布形态的研究有助于认识重金属元素的地球化学循环过程。

本研究以江苏海岸带为研究目标区，采用放射性核素定年技术，研究海岸带现代沉积速率，分析江苏海岸沉积物中重金属的时空分布状况；判断其重金属来源、污染历史；评价重金属污染程度和生态风险。结果表明：（1）江苏近岸潮滩三个岸段典型柱状岩芯平均沉积速率分别为1.27 cm/yr，1.85 cm/yr和2.43-3.3 cm/yr，沉积速率在空间上由北向南呈增加趋势，伴随着近岸围垦活动向海推进、物质来源和沉积动力的变化，近百年沉积物沉积类型、组分呈现不同的变化特征。北部新洋港潮滩20世纪80年代以来砂组分含量增加，粒度呈粗化趋势；中部川东港20世纪五六十年代沉积物组分发生了突变，砂含量显著减少，粉砂含量增加，沉积物粒度变细；南部小洋口沉积物粒度先变粗后变细。（2）江苏近海表层沉积物重金属空间分布、来源及风险评估显示：①北部岸段赣榆近海沉积物重金属对海洋环境有一定程度的污染，龙王河入海物质和近岸航运是主要的污染来源，除Cd外，其它元素均处于低~中等生态风险；徐圩海域总体存在轻微的污染程度，入海物质是其重要的污染来源，总体处于低~中生态风险。②中部岸段射阳河口近海沉积物重金属在射阳口外侧海域污染较重，河流入海和近岸渔船是主要的污染来源，属于低~中生态风险；大丰近海沉积物中Cu、Zn和Cd对环境存在较为严重的污染，主要受船运和近岸排污的影响，总体处于低~中生态风险。③南部岸段小洋口和如东近海沉积物重金属除Cd外，其他元素总体质量较好，航运和入海物质是其主要的污染来源，处于中等生态风险。（3）江苏近岸沉积物重金属历史分布可以看出：新洋港潮滩沉积物重金属，除了在柱状样35cm深度向上Cr为偏中度污染外，其他均为无污染状态。川东港岩心沉积物中重金属除了Cu在柱状样7-41cm深度污染程度为轻度污染或偏中度污染，Zn在柱状样7-35cm深度、Pb在柱状样93-143cm深度污染程度为轻度污染外，其它元素均为无污染状态。小洋口沉积物中重金属除Cu元素在63cm深度（对应1980年）主要为轻度污染状态外，Cr、Ni和As均为无污染状态。